 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
178
особых примет, отпечатков пальцев.
7.5. Белки - основа живых систем
Структура белков
Белки представляют собой высокомолекулярные органические соединения, построенные из
остатков 20 аминокислот. По своей структуре они относятся к полимерам. Их молекулы имеют
форму длинных цепей, состоящих из повторяющихся молекул – мономеров. Для образования
полимерной молекулы каждый из мономеров должен обладать как минимум двумя
реакционноспособными связями с другими мономерами.
Белок по своей структуре похож на полимер найлон: оба полимера представляют собой
цепочку мономеров. Но между ними есть существенное различие. Найлон состоит из двух видов
мономеров, а белок построен из 20 различных мономеров – аминокислот. В зависимости от
порядка чередования мономеров образуется множество различных видов белков.
Общая формула аминокислот, образующих белок, имеет вид:
Из данной формулы видно, что к центральному атому углерода присоединены четыре разные
группы. Три из них – атом водорода Н, щелочная аминогруппа Н N и карбоксильная группа СООН
– для всех аминокислот одинаковы. По составу и структуре четвертой группы, обозначенной R,
аминокислоты отличаются друг от друга. В самых простых случаях в молекуле глицерина – такая
группа представляет собой атом водорода, в молекуле аланина – СН и т. д.
Химическая связь (– СО – NH
–), соединяющая аминогруппу одной аминокислоты с
карбоксильной группой другой в молекулах белков, называется пептидной связью (см. рис.7.5).
Все активные организмы, будь то растения, животные, бактерии или вирусы, содержат белки,
построенные из одних и тех же аминокислот. Поэтому в любом виде пищи содержатся те же
аминокислоты, которые входят в состав белков организмов, потребляющих пищу.
В определении «белки – это полимеры, построенные из 20 разных аминокислот» содержится
неполная характеристика белков. В лабораторных условиях не составляет труда в растворе
аминокислот получить пептидные связи и сформировать таким образом длинные молекулярные
цепи. Однако в таких цепях расположение аминокислот будет хаотическим, и образовавшиеся
молекулы будут отличаться друг от друга. В то же время в каждом из природных белков порядок
расположения отдельных видов аминокислот всегда один и тот же. А это означает, что при
синтезе белка в живой системе используется информация, в соответствии с которой формируется
вполне определенная последовательность аминокислот для каждого белка.
Последовательность расположения аминокислот в белке определяет его пространственную
структуру. Большинство белков выполняют функцию катализаторов. В
их пространственной
структуре есть активные центры в виде углублений с вполне определенной формой. В такие
центры попадают молекулы, превращение которых катализируется данным белком. Белок,
выступающий в данном случае в роли фермента, может катализировать реакцию только при
совпадении по форме превращающейся молекулы и активного центра. Этим и определяется
высокая селективность белка-фермента.
Активный центр фермента может образовываться в результате свертывания весьма удаленных
друг от друга участков белковой цепи. Поэтому замена одной аминокислоты другой даже на
небольшом расстоянии от активного центра может повлиять на селективность фермента, либо